NUMERICKÉ SCHÉMA TVORBY DCEŘINNÝCH NUKLIDŮ BĚHEM POSTUPU RADIOAKTIVNÍHO MRAKU NAD TERÉNEM

5.-9.11.2007 Kouty nad Desnou

XXIX. DNY RADIAČNÍ OCHRANY

1

NUMERICKÉ SCHÉMA TVORBY DCEŘINNÝCH NUKLIDŮ

BĚHEM POSTUPU RADIOAKTIVNÍHO MRAKU NAD TERÉNEM

Petr Pecha

Ústav teorie informace a automatizace AV ČR, odd. AS

[email protected]

mailto:[email protected]



2

1i

1j

jijiiii

)t(a)t(adt

)t(da

A) parent (p) daughter (d) stable

Kr88

(2,8 hod) Rb88

(17,8 min) Sr88

Te132

(78,2 hod) I132

(2,3 hod) Xe132

B) izomerní přechod :

d m Y91

m Tc99

m

p d …… Sr91 Y91 …… Mo99 Tc99 ……

C) atd atd atd ……

Metastable isomers of a particular isotope are usually designated with an "m„- excitace 1 nebo více nukleonů



3

)t(a)t(adt

)t(da

)t(adt

)t(da

pdpdddd

ppp

td0

ttpd

ddpp

0d

tp0

p

ddp

p

eaeea)t(a

ea)t(a

Jednoduchá genetická souvislost RODIČ DCERA

Formulace: (izolovaná soustava)

Řešení:

Různá asymptotická přiblížení:

Tp T

d …….. T

p Td

…….

…. atd. ….



4

Transport aktivity v proudících vzdušných masách

Momentové rovnice + difúze (teplota, vodní pára) + difúze aktivity + kontinuita + stavová rov.

8 rovnic pro 8 neznámých: vx, vy, vz, p, , , s, a )t;r(

z

aK

z

1

z

av

y

av

x

av

t

a ii

)c(i

z

i

y

i

x

i

)t;r(i zdroje (bodové či lineární úniky do atm., příspěvky

rodiče) a propady (rad. rozpad, suché vypadávání, vymývání)------------------------------------------------------------------------------- PRAXE ŘEŠENÍ:

generovaná meteopředpověď vstupuje jako počáteční podmínka do rovnice bilance aktivity



5

Výpočetní oblast modelu ALADIN

MATCH



6

C x y zA

x x u

y

x

z h

xn

n

y z y

ef

z

( , , )( ) ( )

exp(( )

) exp(( )

( ))

2 2 2

2

2

2

2

)x(f)x(f)x(f)z())x(2

)hz(exp( n

Wn

Fn

RJV2z

2ef

Speciální řešení difúzní rovnice ve tvaru Gaussovy rovnice šíření má tvar:

GPM – Gaussian Plume Model

faktor ochuzení



7

Příklad 1: ETE: Přímočarý únik směr SV – aktivita v přízemní vrstvě vzduchu Kategorie počasí = F; Rychlost větru (m/s) = 1.31; Trvání a výška úniku 3600 sec; 99.0 mVzdalenost nadm. vysky drsnosti srazky landuse (m) (m) (m) (mm/h) -- 1000.0 498.00 .64 3.00E-02 3 2000.0 455.00 .35 3.00E-02 3 3000.0 452.00 .30 3.00E-02 3 4000.0 453.00 .35 3.00E-02 3 5000.0 446.00 .84 3.00E-02 3 ………. …….. …… . …….. …… ……… …….. ……. ………. ….. 30000.0 503.00 .57 3.00E-02 3 35000.0 501.00 .83 3.00E-02 3 40000.0 511.00 .59 3.00E-02 3 45000.0 696.00 .52 3.00E-02 3 50000.0 717.00 .50 3.00E-02 3 55000.0 662.00 .53 3.00E-02 3 60000.0 718.00 .54 3.00E-02 3 65000.0 732.00 .55 3.00E-02 3

Te132 (78,2 hod) I132 (2,3 hod) Xe132

Varianty úniku:1) pouze I132 = 3.92E+18 Bq2) pouze Te132 = 1.48E+18 Bq



8

x

u

)(expx

u

)(exp

)()(F)x(F

ppdd

ddpp

d

dryTOTdepl

Near-ground time integrated concentrations (TIC) in air under the straight-line Gaussian

plume axis

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

0 20 40 60

distance from the source (km)

TIC

(B

q.s

/m3

)

TE132

I132A (daughter)

I132A (standalone)

faktor ochuzení (dcery)



9



10

Příklad 2: ETE: Segmentovaný únik (podle STEP II b–case II) depozice aktivity na povrchu

Kr88

(2,8 hod) Rb88

(17,8 min) Sr88

Hodinový únik:

A) pouze Rb88 = 1.48E+18 Bq

Hodinové meteopředpovědi: 28. června 2002, 00.00 UTM



11

[Bq/m2]Měrná depozice aktivity Rb88 [Bq/m2]

Počáteční únik: pouze 1.48E+18 Bq of Rb88)

Situace: přesně po 2. hodině úniku

2. hodina úniku



12




3. hodina úniku



13




4. hodina úniku



14




5. hodina úniku



15

Kr88

(2,8 hod) Rb88

(17,8 min) Sr88

Hodinový únik:

B) pouze Kr88 = 1.48E+18 Bq

Příklad 2b: ETE: Segmentovaný únik (podle STEP II b–case II) depozice aktivity na povrchu

Hodinové meteopředpovědi: 28. června 2002, 00.00 UTM



16

[Bq/m2]Měrná depozice aktivity Rb88 [Bq/m2] (dcera Kr88)

Počáteční únik: pouze 1.48E+18 Bq of Kr88)


2. hodina úniku



17




3. hodina úniku



18




4. hodina úniku



19




5. hodina úniku



20




6. hodina úniku



21




7. hodina úniku



22




8. hodina úniku



23

HLAVNÍ OBLASTI POUŽITÍ

• Podklady pro zavádění protiopatření v časné fázi

• Identifikace možného mechanismu přenosu aktivity do větších vzdáleností

• Nutnost zohlednění při konstrukci operátoru pozorování pro techniky asimilace modelu s měřeními

Documents

NUMERICKÉ SCHÉMA TVORBY DCEŘINNÝCH NUKLIDŮ BĚHEM POSTUPU RADIOAKTIVNÍHO MRAKU NAD TERÉNEM